УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ КОНЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ ОТРАБОТАВШИХ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК Российский патент 2000 года по МПК G21C19/34 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в радиохимическом производстве для отделения кольцевых деталей от активной части отработавших тепловыделяющих сборок (ОТС) ядерных реакторов при регенерации отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).

Аналогом данного изобретения является устройство для переработки облученного ядерного топлива. Устройство предназначено для удаления передних крышек и концевых решеток топливных кассет и разрезания кассет на куски определенной длины для их последующей переработки. Устройство переработки состоит из герметически закрывающегося контейнера, устройства для перемещения сборок, горизонтального и вертикального прижимов, пилы (GB 1314803 A, G 21 C 19/34, 26.04.73).

Недостатком этого устройства является сложность конструкции, большие размеры и невозможность отделения передних крышек и концевых решеток кассеты без ее разделения на куски определенной длины.

Прототипом изобретения является устройство для разрезания тепловыделяющих сборок, состоящее из защитной пробки, монтажной плиты, подвижной консоли, режущего органа в виде вращающегося диска, прижимов, приводов вращения диска и подачи консоли, источника питания, системы токоподводов (DE 2639059 A1, G 21 C 19/36, 24.03.77).

Недостатком данного устройства является то, что ввиду использования высоких плотностей электрического тока в местах контакта прижимов и циркониевой чехловой трубы существует реальная опасность возникновения электрической дуги и прогорания конструкционных оболочек ОТВС, что влечет за собой несанкционированное вскрытие активной зоны. Второй недостаток - образование мелкодисперсных фракций разрушаемой оболочки ОТВС.

Технической задачей изобретения является создание устройства для надежного отделения концевых деталей от активной части ОТВС, увеличение производительности процесса, уменьшение энергопотребления, повышение радиационной безопасности процесса, удешевление производства.

Поставленная задача решается с помощью устройства, состоящего из защитной пробки, монтажной плиты, неподвижной консоли, блока ножей, имеющего неподвижную опору, подвижный прижим и подвижный нож, оснащенные режущими плоскостями, по форме и размерам соответствующими внешней форме оболочки ОТВС шестигранного или квадратного сечения, при этом подвижный нож установлен на оси с возможностью вращательного движения вместе с отделяемой деталью вокруг оси неподвижных режущих кромок.

Общий вид предлагаемого устройства представлен на фиг. 1, где 1 - ОТВС; 2 - неподвижная опора; 3 - подвижный прижим; 4 - верхняя половина ножа; 5 - нижняя половина ножа (пунктиром показано положение после завершения реза); 6 - неподвижные режущие плоскости прижима и опоры; 7 - режущие плоскости ножа (пунктиром показано положение после завершения реза); 8 - ось поворота ножа относительно неподвижных режущих плоскостей опоры и прижима; 9 - консоль; 10 -гидроцилиндр; 11 - защитная пробка; 12 - монтажная плита; 13 - ось совместного поворота прижима и ножа.

На фиг. 2 изображен разрез блока ножей по AB, где 1 - ОТВС; 2 - неподвижная опора; 3 - подвижный прижим; 4 - верхняя половина ножа; 5 - нижняя половина ножа; 6 - неподвижные режущие плоскости прижима; 7 - подвижные режущие плоскости ножа; 13 - ось совместного поворота прижима и ножа.

Устройство для отделения концевых деталей от активной части ОТВС работает следующим образом.

Перерабатываемая тепловыделяющая сборка 1 помещается на ложе блока ножей, образованное опорой 2 и нижней половиной ножа 5. С помощью гидроцилиндра 10 прижима 3 и верхняя половина ножа 4 совершают поворот вокруг оси 13 и происходит обжатие ОТВС по всем граням сборки. Между опорой 2 и прижимом 3 зажимается активная часть ОТВС, а между половинами ножа 4 и 5 - концевая деталь. Дальнейшее движение совершают только обе половины ножа вокруг оси 8 совместно с зажатой концевой деталью. В процессе резания одновременно участвуют все режущие плоскости прижима, опоры и ножа. После отделения концевой детали верхняя половина ножа и прижим возвращаются в исходное положение, ОТВС и концевая деталь убираются.

Общий вид устройства для отделения концевых деталей ОТВС круглого сечения с возможностью размещения одной или несколько ОТВС представлен на фиг. 3, где 1 - ОТВС (2 шт. ); 2 - неподвижная опора; 3 - подвижный прижим; 4 - верхняя половина ножа (пунктиром показано положение после завершения реза); 5 - нижняя половина ножа (пунктиром показано положение после завершения реза); 6 - неподвижные режущие плоскости прижима и опоры; 7 - режущие плоскости ножа (пунктиром показано положение после завершения реза); 8 - ось поворота ножа относительно неподвижных режущих плоскостей опоры и прижима; 9 - консоль; 10 - гидроцилиндр; 11 - защитная пробка; 12 - монтажная плита; 13 - ось совместного поворота прижима и ножа.

На фиг. 4 изображен разрез блока ножей по AB, где 1 - ОТВС (2 шт.); 2 - неподвижная опора; 3 - подвижный прижим; 4 - верхняя половина ножа; 5 - нижняя половина ножа; 6 - неподвижные режущие плоскости ножа; 7 - подвижные режущие плоскости ножа; 13 - ось совместного поворота прижима и ножа.

Технический результат изобретения заключается в обеспечении надежного безопасного способа отделения, исключающего образование мелкодисперсных фракций материала разрушаемой оболочки ОТВС и жидких радиоактивных отходов, снижение энергозатрат за счет уменьшения потребления электроэнергии, повышение радиационной безопасности процесса за счет исключения вскрытия активной зоны ОТВС, увеличение производительности процесса за счет сокращения времени отделения концевой детали, упрощение конструкции за счет обеспечения двух движений (фиксация ОТВС и отрезание концевой детали) с помощью одного привода.

Проведенная экспериментальная проработка на имитаторах ОТВС дала положительные результаты.

Изобретение может быть использовано в радиохимической промышленности для регенерации отработавшего ядерного топлива. Технический результат - создание устройства для отделения концевой детали от активной части ОТВС, обеспечивающего надежное разделение, качественное резание, исключающее образование мелкодисперсной фракции материала оболочки ОТВС и жидких радиоактивных отходов, снижение энергозатрат, повышение радиационной безопасности процесса, увеличение производительности. Разделение концевой детали и активной части ОТВС осуществляется поступательно-вращательным движением ножа, режущие плоскости которого по форме соответствуют форме перерабатываемых ОТВС, относительно вспомогательных режущих плоскостей подвижного прижима и опоры, с помощью которых происходит обжатие ОТВС в месте реза. 4 ил.

Устройство для отделения концевых деталей отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС), включающее защитную пробку, монтажную плиту, подвижный прижим, режущий орган, привода прижима и ножа, отличающееся тем, что режущий орган выполнен в виде подвижных прижима и ножа и неподвижной опоры, снабженных режущими плоскостями, по форме и размерам соответствующими внешней форме оболочки ОТВС, при этом подвижный нож установлен на оси с возможностью вращательного движения вместе с отделяемой концевой деталью вокруг оси неподвижных режущих плоскостей.